Stearic acid modified calcium carbonate improves polymer compatibility via surface hydrophobicity enhancement. Its chemical bonding with stearic acid increases particle dispersion stability in composites. This treatment reduces moisture sensitivity while maintaining cost-effectiveness. Enhanced interfacial adhesion enables industrial applications in coatings and elastomers.
Mit Stearinsäure modifiziertes Calciumcarbonat. Hauptvorteile
- Optimierte Hydrophobie (Wasserkontaktwinkel >100°)
- Duale Adsorptionsmechanismen (chemische/physikalische Bindung)
- Thermische Stabilität (TGA-bestätigte Zersetzung über 300°C)
- Breite Matrixanpassungsfähigkeit (Epoxid, Gummi, Klebstoffe)
- Energieeffiziente Verarbeitung (Feuchtigkeitstoleranz <1%)
Stearinsäure ist eine weit verbreitete langkettige Fettsäure mit einem relativ niedrigen Preis. Sie ist der am häufigsten verwendete Oberflächenmodifikator für Calciumcarbonat. Sie besteht hauptsächlich aus zwei Teilen: einer lipophilen Gruppe und einer hydrophilen Gruppe. Hydrophile Gruppen interagieren durch physikochemischen Adsorption mit Calciumcarbonatoberflächen. Dies verbessert die Partikelkompatibilität und Dispersion in Polymermatrizen, einschließlich Kunststoffen, Gummi und Klebstoffen.
Mit Stearinsäure (Salz) modifiziertes Calciumcarbonat kann im Trocken- oder Nassverfahren hergestellt werden. Im Nassverfahren wird im Allgemeinen Stearat, beispielsweise Natriumstearat, verwendet.
Mit Stearinsäure trockenes, modifiziertes Calciumcarbonat
Der Prozess beginnt mit dem Trocknen von Calciumcarbonat (bei Feuchtigkeit <1%), um die Materialstabilität sicherzustellen. Anschließend wird Stearinsäure als Oberflächenmodifikator hinzugefügt, der durch seine hydrophilen Gruppen eine physikochemisch adsorbierte Substanz ermöglicht. Damit ist die Oberflächenmodifizierung des Pulvers für eine verbesserte Polymerkompatibilität abgeschlossen.
When using continuous powder surface treatment equipment, the material and surface modifier are continuously and synchronously fed in. Stearic acid can be added directly in solid powder form. Dosage depends on the powder’s particle size or specific surface area, typically 0.8%-1.2% of calcium carbonate mass.
Empfehlen Sie drei Arten von Calciumcarbonat-Oberflächengeräten mit kontinuierlichem Pulver
Calcium carbonate surface modification requires advanced equipment to ensure uniform coating and industrial efficiency. Three continuous coating systems excel in this field:
Stiftmühlen-Beschichtungsmaschine
- Erreicht die Gleichmäßigkeit der 99%-Beschichtung durch Hochgeschwindigkeitskollisionen zwischen Rotor und Stator.
- Verarbeitet Partikel unter 20 μm mit einstellbarer Feinheitskontrolle.
- Ermöglicht gleichzeitiges Schleifen und Beschichten unter trockenen Bedingungen.
Turbo-Mühlenbeschichtungsmaschine
- Kombiniert Zentrifugalkraft und Luftstrom für eine schnelle Verteilung.
- Reduziert den Modifikatorverbrauch um 15% durch mehrstufige Mischkammern.
- Bewältigt Durchsätze von bis zu 10 Tonnen/Stunde für die Produktion im großen Maßstab.
- Behält die Aktivierungsrate des 97% mit präziser Temperaturregelung bei.
Dreiwalzen-Beschichtungsmaschine
- Geringe Investition: Ausgereifte Technologie mit geringen Investitionskosten.
- Effiziente Beschichtung: Hohe Beschichtungsrate mit minimalen Agglomeraten.
- Umweltvorteile: Keine Staubemission während des Betriebs.
- Energieeffizienz: Durch die Eigenreibung entsteht Wärme, was die Energiekosten senkt.
- Kontinuierliche Produktion: Geeignet für den großindustriellen Einsatz.
Zur Modifizierung von Oberflächenbeschichtungen werden temperaturgesteuerte Mischer wie Hochgeschwindigkeits-/Horizontalpaddelsysteme verwendet. Dieser Batch-Prozess umfasst 15- bis 60-minütige Mischzyklen mit vordosierten Materialien und Stearinsäure. Die Stearinsäuredosierung beträgt 0,8 bis 1,5 Gew.-Tonnen Calciumcarbonat; die Reaktionstemperatur beträgt konstant 100 °C. Das behandelte Material wird nach vollständiger Oberflächenadsorption zur Verpackung entladen.
Damit Stearinsäure besser dispergiert wird und gleichmäßig mit Calciumcarbonatpartikeln reagiert, kann Stearinsäure auch vorab mit einem Lösungsmittel (wie wasserfreiem Ethanol) verdünnt werden. Während der Modifizierung können auch andere Additive in entsprechenden Mengen hinzugefügt werden.
Mit Stearinsäure nass modifiziertes Calciumcarbonat
Bei der Nassmodifizierung wird die Oberfläche von Calciumcarbonat in einer wässrigen Lösung modifiziert. Der allgemeine Prozess besteht darin, zuerst Stearinsäure zu verseifen, sie dann der Calciumcarbonat-Aufschlämmung hinzuzufügen und sie nach einer bestimmten Reaktionszeit zu filtern und zu trocknen. Es ist einfacher, Calciumcarbonat in der flüssigen Phase zu dispergieren als in der Gasphase.
Darüber hinaus wird durch Zugabe von Dispergiermitteln der Dispersionseffekt verbessert, sodass die Calciumcarbonatpartikel und Oberflächenmodifikatormoleküle in der flüssigen Phase gleichmäßiger wirken. Wenn die Calciumcarbonatpartikel Stearat adsorbieren, wird die Oberflächenenergie reduziert. Selbst wenn nach Filtration und Trocknung Sekundärpartikel gebildet werden, werden ihre Agglomerations- und Bindungskraft geschwächt und es bilden sich keine harten Agglomerate. Sie können mit einer geringen Scherkraft erneut dispergiert werden.
Geräte zur Nassoberflächenmodifizierung sind im Allgemeinen einfacher und bestehen meist aus Behältern mit Rührern und statischen Mischern. Starkes Rühren kann die Aktivierungseffizienz der Modifikation verbessern und die Reaktionszeit verkürzen, aber die Leistungsanforderungen an die Geräte sind hoch.
Obwohl die Nassoberflächenmodifizierung auch bei Raumtemperatur durchgeführt werden kann, ist die Reaktionszeit lang. Daher ist es im Allgemeinen notwendig, die Oberflächenmodifizierung zu erhitzen, und die Modifikationstemperatur liegt im Allgemeinen bei etwa 50–100 °C.
Die nasse Oberflächenmodifizierung wird häufig zur Oberflächenmodifizierung von leichtem Calciumcarbonat und ultrafeinem schweren Calciumcarbonat verwendet, das im Nassverfahren gemahlen wird.